Кровь и ее компоненты необходимы для лечения различных патологических состояний мирного времени и, особенно, в период чрезвычайных обстоятельств. Потребность в донорской крови и ее компонентах удовлетворяется на 47-50 % из-за нехватки донорских кадров. Создание технологии промышленного производства крови человека, идентичной натуральной, связано с решением комплекса основных задач по созданию ее компонентов.
Плазма
Эритроциты
Тромбоциты
Биоинженерия функциональных белков плазмы крови. Поисковая работа по выделению белков плазмы крови из функциональных биоинженерных органоидов invitro, или иным способом.
Биоинженерия эритроцитарной массы. Реализация эритроидного пути дифференцировки iPS клеток invitroв зрелые эритроциты.
Биоинженерия тромбоцитарного концентрата. Реализация мегакариоцитарного пути дифференцировки iPS клеток в зрелые тромбоциты.
Универсальный донор
Создание клеточных линий «универсального донора» для производства унифицированных компонентов крови. Разработка дизайна антигенного профиля (HLA, минорные МНС) клеточной линии "универсального донора".
Биореактор
Создание суспензионного вихревого биореактора для масштабной культивации предшественников клеток крови в промышленных масштабах.
В настоящее время в разработке технологии производства биоинженерной крови способны принять участие следующие организации:
ФНКЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им.Димы Рогачева
Институт общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН
НИИ физико-химической медицины ФМБА России
Московский физико-технический институт
Полноценное восстановление здоровья человека после ранений, травм, заболеваний или даже потери жизненно-важных органов представляет собой одну из важнейших задач не только военной медицины, но и общественного здравоохранения.
В рамках направления «Регенеративные функции» решаемая проблема может быть сведена к нескольким конкретным задачам – усиление регенеративных способностей за счет применения специальных или персонализированных лекарственных средств или материалов; создание и трансплантация биоинженерных тканей и органов человека; значительное увеличение срока хранения донорских органов.
Производство invitro компонентов крови человека представляет собой самое востребованное сегодня направление биоинженерного производства. В настоящее время в России можно выделить ряд проектов, направленных на получение методами клеточной биологии различных производных от компонентов кроветворной системы и функций печени – гемопоэтических клеток, эритроцитов, отдельных белков плазмы крови и др.
В рамках программы предлагается разработать технологию получения функциональных изогенных тромбоцитов человека для их последующей экспансии. Технология производства тромбоцитов представляет собой сложную инженерную задачу, связанную не только с получением продукта крови нужного качества, но и с поддержанием его функционала в соответствии с требованиями Службы крови.
Важнейшей задачей, которую необходимо решить в рамках направления «Регенерация» является стандартизация продуктов и технологий биоинженерных компонентов крови. Для этого необходимо инициировать в Министерстве обороны и ФМБА России утверждение стандартов и регламентов технологий производства биоинженерных продуктов (компоненты крови).
В рамках задачи создания биоинженерии крови, идентичной донорской, необходимо решить следующие научно-технические задачи:
1. Биоинженерия эритроцитарной массы. Реализация эритроидного пути дифференцировки iPS клеток invitroв зрелые эритроциты. Потенциальные исполнители: Институт биологии развития им. Н.Н.Кольцова РАН; Центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им.Димы Рогачева; Институт общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН; НИИ физико-химической медицины ФМБА России; Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов.
2. Биоинженерия тромбоцитарного концентрата. Реализация мегакариоцитарного пути дифференцировки iPS клеток в зрелые тромбоциты. Потенциальные исполнители: МФТИ; ИОГен РАН; НИИ ФХМ ФМБА России.
3. Биоинженерия функциональных белков плазмы крови. Поисковая работа по выделению белков плазмы крови из функциональных биоинженерных органоидов invitro, или иным способом. Потенциальные исполнители: Гематологический научный центр РАМН; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН.
4. Создание клеточных линий «универсального донора» для производства унифицированных компонентов крови. Разработка дизайна антигенного профиля (HLA, минорные МНС) клеточной линии "универсального донора".Реализация данной задачи инициативнопланируется коллективами Института биоорганической химии РАН; Института общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН; Балтийского федерального университета им.И.Канта; Медико-генетического научного центра РАМН.
5. Создание биореактора для масштабной культивации предшественников клеток крови в промышленных масштабах. Реализация данной задачи инициативно планируется отдельными коллективами Института биологии развития РАН; Института молекулярной биологии РАН; ООО «Центр вихревых технологий» в рамках ФЦП «ИР» Министерства образования и науки РФ.
Создание технологии промышленного производства крови человека, идентичной натуральной, связано с решением комплекса основных задач по созданию ее компонентов.
Полноценное восстановление здоровья человека после ранений, травм, заболеваний или даже потери жизненно-важных органов представляет собой одну из важнейших задач не только военной медицины, но и общественного здравоохранения.
В рамках направления «Регенеративные функции» решаемая проблема может быть сведена к нескольким конкретным задачам – усиление регенеративных способностей за счет применения специальных или персонализированных лекарственных средств или материалов; создание и трансплантация биоинженерных тканей и органов человека; значительное увеличение срока хранения донорских органов.
Производство invitro компонентов крови человека представляет собой самое востребованное сегодня направление биоинженерного производства. В настоящее время в России можно выделить ряд проектов, направленных на получение методами клеточной биологии различных производных от компонентов кроветворной системы и функций печени – гемопоэтических клеток, эритроцитов, отдельных белков плазмы крови и др.
В рамках программы предлагается разработать технологию получения функциональных изогенных тромбоцитов человека для их последующей экспансии. Технология производства тромбоцитов представляет собой сложную инженерную задачу, связанную не только с получением продукта крови нужного качества, но и с поддержанием его функционала в соответствии с требованиями Службы крови.
Важнейшей задачей, которую необходимо решить в рамках направления «Регенерация» является стандартизация продуктов и технологий биоинженерных компонентов крови. Для этого необходимо инициировать в Министерстве обороны и ФМБА России утверждение стандартов и регламентов технологий производства биоинженерных продуктов (компоненты крови).
В рамках задачи создания биоинженерии крови, идентичной донорской, необходимо решить следующие научно-технические задачи:
1. Биоинженерия эритроцитарной массы. Реализация эритроидного пути дифференцировки iPS клеток invitroв зрелые эритроциты. Потенциальные исполнители: Институт биологии развития им. Н.Н.Кольцова РАН; Центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им.Димы Рогачева; Институт общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН; НИИ физико-химической медицины ФМБА России; Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов.
2. Биоинженерия тромбоцитарного концентрата. Реализация мегакариоцитарного пути дифференцировки iPS клеток в зрелые тромбоциты. Потенциальные исполнители: МФТИ; ИОГен РАН; НИИ ФХМ ФМБА России.
3. Биоинженерия функциональных белков плазмы крови. Поисковая работа по выделению белков плазмы крови из функциональных биоинженерных органоидов invitro, или иным способом. Потенциальные исполнители: Гематологический научный центр РАМН; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН.
4. Создание клеточных линий «универсального донора» для производства унифицированных компонентов крови. Разработка дизайна антигенного профиля (HLA, минорные МНС) клеточной линии "универсального донора".Реализация данной задачи инициативнопланируется коллективами Института биоорганической химии РАН; Института общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН; Балтийского федерального университета им.И.Канта; Медико-генетического научного центра РАМН.
5. Создание биореактора для масштабной культивации предшественников клеток крови в промышленных масштабах. Реализация данной задачи инициативно планируется отдельными коллективами Института биологии развития РАН; Института молекулярной биологии РАН; ООО «Центр вихревых технологий» в рамках ФЦП «ИР» Министерства образования и науки РФ.